LSI設計入門

Ruby（ルビー）というプログラミング言語をご存知ですか？

プログラミング言語「Ruby」の発祥地である日本を支援しようと、Rubyの海外ユーザーが東日本大震災の被災者支援を呼びかけるサイト「Rubyists for Japan」を立ち上げたというニュースもありました。引用文「日本はRubyが生ま

2012/04/14 13:31

電子書籍のリアルなページ

電子書籍のページを指でパラパラしたり、ひとつのページを押さえながら別のページをさっと探したりできる。まるで紙の本のように電子書籍のページを自在にめくるができる素晴らしいデザインの電子書籍アプリがあるらしい。 米Apple社のドキュメントに

2012/01/28 14:11

米TIが大分の日出工場を閉鎖へ

米半導体大手テキサス・インスツルメンツ（TI）は1月23日に生産体制再編の一環で、大分県日出町にある日出工場と米テキサス州のヒューストン工場を1年半以内に閉鎖すると発表したニュースがありました。操業開始から30年以上が経っており、大規模で

2012/01/24 14:18

たんぱく質を使った半導体メモリー

肝臓などに含まれているたんぱく質で鉄を貯蔵する「フェリチン」を使って、半導体メモリーをナノメートルサイズまで超薄型化することに奈良先端科学技術大学院大学の研究グループで成功したそうです。さらにフェリチンのナノ粒子を立体的に積み重ねることに

2011/08/08 15:46

オンデマンドで製本が可能に

三省堂書店オンデマンドでエスプレッソブックマシン（以下EBM）による簡易印刷・製本サービスを開始した。このEBMというマシンを使うことにより、一冊からオリジナルの本を印刷・製本することができ、一般的な自費出版サービスよりもかなり安価に自費

2011/05/19 08:38

製本について

製本のやり方で、専門の製本ではホットメルトという熱処理する接着剤を使用しているので、耐久性があります。文具専門店や東急ハンズなどには置いておらず取り寄せとなり、インターネット以外では入手できないようである。そこで、東急ハンズの製本関連コー

2011/03/02 08:13

開発管理には線表は必須

開発管理、開発ミーティング、デザインレビュー（DR）などでは開発品に関わる5W1Hの概要を出来る限り一目でわかるように表現したのが線表である。開発にはリスクが多く、設計変更もあり、日程の変更も多い。そのため、上記の会議以外にも線表をチーム

2011/02/28 11:30

プレゼンテーション資料作成も重要

仕様書や報告書などのドキュメント作成も重要であるが、設計では仕様説明会、審査会議、設計報告会、不具合報告会、開発進捗報告会、関連部門との定例会議、設計事例発表会などで、限られた会議時間でプレゼンテーションを行なうことが数多くあります。その

2011/01/25 19:27

設計作業は言語変換

設計業務はある意味では言語変換といえる。要求仕様は人間の言語で語られ、それが具現化されていくのが仕様書類である。その仕様書に従ってVerilog言語で記述していくことである。そのため、仕様書や報告書の品質が設計品質に大きく影響することを設

2010/12/28 16:44

第2版全編のサンプルを用意

第2版全編のサンプルをPDFファイルにして、ダウンロードできるようにしました。但し、開示するためにはパスワードが必要で、かつ印刷や変更はできないようにしてあります。必要であれば、E-mailをお知らせ頂ければ、パスワードをご連絡致します。

2010/11/25 13:45

第2版の製本について

第2版の編集も終わり全体として厚くなったので、ちゃんととした製本がやりにくくなりました。そこで、単純に第4章までを前編にして、第5章以降を後編に分けて製本すると楽にできるようです。 また、以前に製本したものが痛み始めたので、分解して再製本

2010/10/10 07:34

【第2版】 索引

第2版ではページ数が大きくなって変わったので、索引を全面的に見直ししました。実はこれが一番は大変だった。

2010/09/10 08:36

【第2版】 1．知的財産

最後は、第11章知的財産です。自分で新たにアイデアを盛込んで設計したLSIの権利を守るために知的財産を活用する。半導体業界ではクロスライセンスとなることが多いが、強い知的財産を持っていないと、差額が生じて支払う金額が多くなる。そのため、知

2010/09/08 08:32

【第2版】 2．信頼性

LSIの特徴の1つは高信頼性ですから、LSIそのものの信頼性だけでなく、設計工程から信頼性を高めるためにDRを初めとしてFTA，FMEA、DRBFMなど活用する必要があります。

2010/09/07 07:35

【第2版】 1．品質

第10章では、設計として必要な知識に品質と信頼性について説明します。まず、品質では品質管理のことについて説明します。製造プロセスの品質も当然必要ですが、LSI個別の品質は設計でほぼ決まると考えるべきでしょう。

2010/09/07 07:28

【第2版】 4．ジッタ

一般的にジッタもノイズに含まれるが、LSI設計ではジッタを区別しておく方がわかりやすい。LSIの内部にはクロック発生回路やPLLなどから基本クロックや動作クロックを生成しているので、これが何らかの要因が影響して揺らぐとジッタとなる。

2010/09/06 10:32

【第2版】 3．ノイズ

LSIを評価、測定する時にノイズ対策しなければならないが、LSI自体もノイズ対策しなければならない。最近は、大規模なLSIも周波数が高くなったことやクロック系統が複雑なったことでノイズも大きな問題である。

2010/09/06 10:27

【第2版】 2．スペクトラム・アナライザ

周波数成分に分けて評価や分析するときに使用します。特に、ノイズやジッタの成分を分析して不具合箇所を特定する時に威力を発揮します。

2010/09/05 11:54

【第2版】 1．オシロスコープ

「第9章 測定器とノイズ」になります。LSI開発で評価や解析で使用する測定器は周波数やノイズなどから高度な測定器が必要になっており、その測定器はそれぞれの説明書に任せて、ここでは、最低限使い方を覚えてほしいのがオシロスコープとスペクトラム

2010/09/05 11:49

【第2版】 3．PSPICE（SPICE）

アナログ回路の検証には必須となるツールですが、あくまで検証ですから定数設定などのアナログ設計は行なってから検証してください。設計者の中には、抵抗の定数はなんで決めたかわからずS、PICEの結果で決めたというようなレベルの低い話を時々聞きま

2010/09/04 09:09

【第2版】 2．QuratusII

2010/09/04 09:03

【第2版】 1．ISE-Spartan 3E

第8章開発ツールでは、本来、設計フローに従ったEDAツールの使い方やノウハウを記述した方が良いのですが、それは企業内で整備されているので、ここではFPGA用ツールとアナログ解析ツールに限定してます。理由は、だれでも試用版ツールを入手できる

2010/09/03 08:16

【第2版】 2．Perl

LSI設計者はPerlをマスターして、設計データや設計情報などの膨大なデータを処理して、ミスのない情報変換に活用しています。設計効率をいつも追求されているので、このようなツールも有効である。

2010/09/03 08:10

【第2版】 1．UNIX／LINUX

LSI設計ではEWSを利用して設計することが多い。そのOSとしてはUNIX系やLINIX系であることから、これらのコマンドや標準で利用できるアプリケーションは利用できると設計環境の構築や設計効率の向上に繋がる。そこで、第7章では必要最低限

2010/09/02 10:29

【第2版】 3．LSI製造の後工程（組た立て・検査）

LSI製造の後工程は、パッケージに収めて出荷するまでの工程である。

2010/09/02 10:25

【第2版】 2．LSI製造の前工程（マスク製作・拡散）

LSI製造でシリコンのインゴットから拡散を中心としたウェハー加工までを前工程という。ここではフォトマスクからせつめいしている。

2010/09/01 09:00

【第2版】 1．システムLSIの製造工程

LSI設計者としてその製造方法は理解しておく必要がある。あまりにも設計基準に従ってしまい、その基準がなぜ出てきたのか、基準の背景を理解しないで設計すると思わぬ落とし穴に落ちる。理解しておいて応用やプロセス技術者とのミーティングで製造ライン

2010/09/01 08:56

【第2版】 6．ローパワーソリューション

このオプションは、LSIのローパワー化が進んでいる。LSIの内部では、いろいろな手法を使って複雑な電源経路、低電圧化、電源遮断、周波数コントロールなどを行うので、それらをレイアウト設計に当たり前のように設計フローに盛込んでいる。

2010/08/31 09:09

【第2版】 5．DFMソリューション

このオプションは、LSI製造プロセスが微細化が進み、いろいろな要因で製造歩留まり（良品率）が悪化してしまう。そこで、製造ラインだけでは解決しない悪化要因を設計工程で事前に対応して盛込むようにしている。最近のLSIでは、当たり前のように設計

2010/08/31 08:58

【第2版】 4．チップ・レイアウト設計

ここまでに説明した肯定で設計されたものを使って、1つのLSIのチップに組上げるレイアウト設計の方法を説明します。

2010/08/30 08:56

【第2版】 3．静電破壊対策

出力端子に繋がる経路には静電対策を施さないとLSIは壊れるので、必ず、何らかの保護回路、経路回避、素子強化などの静電破壊対策が必要です。ここでは考え方だけを説明して、具体的な対策は各企業のプロセスに合わせた設計基準に従うことになるので、C

2010/08/30 08:54

【第2版】 2．デジタル・モジュール設計

ここでは、デジタル論理回路の設計を中心に説明しています。

2010/08/29 11:47

【第2版】 1．アナログ・ブロック設計

第5章はレイアウト設計になります。最初はアナログを含むブロックレベルのレイアウト設計について説明しています。したがって、能動素子や受動素子などの素子レベルの設計ですから絶対精度や相対精度などのとり方などもあります。

2010/08/29 11:46

【第2版】 6．形式検証

第2版では、形式検証も追加した。LSIの大規模化が進んでも設計期間の短縮が必須のため、ダイナミック検証をできるだけ省略して形式検証を行うのが一般的である。形式検証でも等価性検証が多用されており、ゲート対ゲートだったのがゲート対RTLに広が

2010/08/28 15:42

【第2版】 5．非同期検証

現在では、RTLでの非同期検証とゲートレベルでの論理での非同期検証と2段階で行うことが多い。

2010/08/28 15:40

【第2版】 4．テスト容易化設計

2010/08/27 15:39

【第2版】 3．タイミング検証

2010/08/27 15:35

【第2版】 2．論理合成

第1版では追加資料として挙げていましたが、正式に章の中に組み込みました。それも設計フローに合わせて最初の方に持ってきました。論理合成はDesignCompilerなどのEDAツールで行なうのですが、そこには最適な合成を行なうためのノウハウ

2010/08/26 09:24

【第2版】 1．システムLSIの設計フロー

やっと「第4章 システムLSIの設計」になります。まず、システムLSIの設計フロー全体の概要を説明します。個別の詳細は後の章で順次していきます。

2010/08/26 09:21

【第2版】 5．カウンタ回路

デジタル回路の基本的な回路として、カウンタ回路だけを例として説明を加えました。

2010/08/25 09:42

【第2版】 4．SystemVerilog記述

VerilogHDLをマスターした上で、SystemVerilogに着手することを前提にしています。デジタル設計だけであれば、VerilogHDLだけで十分でしょう。検証までを効率よく行なうのであれば、SystemVerilogを習得する

2010/08/25 09:35

【第2版】 3．VHDL記述

2010/08/24 09:41

【第2版】 2．Verilog記述

2010/08/24 09:40

【第2版】 1．HDLについて

「第3章 デジタル設計」です。デジタル設計も年々、高度な技術が導入されて進歩しているが、ここではLSI設計入門としてまずハードウェア記述言語（HDL）をマスターすることを重点にしました。一般的な論理設計はすでに学校教育で身についているもの

2010/08/23 09:19

【第2版】 6．メモリ回路

第2版で追加した「6．メモリ回路」です。ここでは、LSIやSoCに搭載されるメモリ回路について記述しました。最近のLSIではSRAMをはじめ、eDRAM、EEPROM、フラッシュROMなどが搭載されるのが当たり前になっているので、追加しま

2010/08/23 08:55

【第2版】 5．D／A変換回路

2010/08/22 08:54

【第2版】 4．A／D変換回路

2010/08/22 08:53

【第2版】 3．PLL回路

2010/08/21 08:02

【第2版】 2．OPアンプ回路

2010/08/21 08:01

【第2版】 1．CMOSアナログ設計

ここでは、LSIの設計なのでCMOSのアナログ回路の限定しています。第2版では、今のLSIに必ず搭載されるメモリ回路を2．6に追加しました。

2010/08/20 08:31

【第2版】 5．配線

この最終ページにはページ数の調整も兼ねて、第1章の確認問題を追加しました。

2010/08/20 08:26

【第2版】 4．BIPトランジスタ

2010/08/19 19:24

【第2版】 3．MOSトランジスタ

2010/08/19 09:08

【第2版】 2．MOS構造

2010/08/18 09:04

【第2版】 1．半導体物性

「第1章 半導体物性とデバイス特性」は、第1版からは一部の字句を修正、図内のずれ修正、フォントの修正などで内容の変更はありません。

2010/08/18 09:01

【第2版】 目次8

なんとか1000ページ以内に収まりました。パソコンで印刷するのに500枚のB5用紙を購入すれば足りるので、ちょうど良い枚数です。まずは、このページ数で第2版をまとめました。従って、技術者として常識として身につけるべき、報告書などのドキュメ

2010/08/17 07:53

【第2版】 目次7

2010/08/17 07:52

【第2版】 目次5

2010/08/16 08:06

【第2版】 目次6

2010/08/16 08:06

【第2版】 目次4

資料の見直しのほかに「5．形式検証」を追加しました。

2010/08/15 11:45